化石能源面临日渐加重的储量压力,也造成日趋严重的环境问题,可再生清洁能源将是未来能源发展方向。地热能作为一种可再生清洁能源备受关注。其中,干热岩储量大、热能高,是一种具有广阔开发前景的地热能源。由于干热岩埋藏深度大,处于高温高压环境,其开采面临一系列技术难题,常规水力压裂难以在对井系统间形成连通性好的裂缝系统就是其中之一。液氮曾作为压裂液被应用于油气增产并显示出相对于常规水力压裂的诸多优势。如果应用于干热岩开发,低温(-196℃)液氮与高温岩石接触将对岩石产生热冲击损伤,有利于裂缝的产生和延伸。为了研究液氮压裂干热岩时热冲击对岩石的损伤,本文利用高温干燥箱加热和液氮浸泡使岩石升温、降温,分别对大理岩和花岗岩进行了总共7个温度交变实验,通过单轴压缩实验、巴西劈裂实验、纵波波速测试等手段获取岩石处理前后的物理力学性质参数。实验发现,一次热冲击对加热到200℃的大理岩造成的损伤达25%,对加热到400℃的大理岩和花岗岩分别造成40%、39%的损伤。当温度交变循环次数增大到3~5次时,岩样的损伤均达到极值,依次为40%、43%、45%。随着循环次数继续增大,大理岩损伤缓慢恢复,而花岗岩损伤保持稳定。随着加热温度从100℃升高到600℃,热冲击对花岗岩造成的损伤从9%升高到69%。实验结果表明,液氮压裂干热岩时,将对岩石形成热冲击,造成干热岩物理力学性质的明显劣化。岩石温度越高,损伤越显著。本文的研究说明了将液氮应用于干热岩压裂的潜在价值,并为进一步深入研究液氮压裂干热岩提供实验依据和规律参考。